基于无线通信的超重精细化监控系统及方法与流程

1.本发明涉及超重监控领域，尤其涉及一种基于无线通信的超重精细化监控系统及方法。


背景技术：

2.车辆超重是指实际装载的货物质量超过核定载质量的运输车辆在公路上行驶的情况。汽车制造企业对其生产的每种车辆都会按国家标准规定和产品设计要求给出车辆的具体质量参数，包括整备质量、总质量、轴载质量等。公安交通管理部门根据国家标准和实际车辆的技术条件核定载质量，用于车辆登记、注册管理和营运管理。
3.车辆超重所超过的限值是针对车辆而言的，特别是车辆结构的承载能力。限制的是质量，单位是吨。公安交管部门为车辆核定其载质量，作为车辆运营中装载货物质量的限值，主要从汽车性能和行车安全角度出发，保证车辆的各项动力性能和承载性能，防止由于车辆原因造成交通事故，保护人民生命财产安全。
4.由于车辆超重是超出汽车额定载质量的运输，再加上货物超重，因此，对某些承载等级低的老式桥梁及某些线路区段，需要进行加固改造，而这种线、桥加固改造的费用有时是很高的，而且，由于超重货物运行速度低，经常会影响道路的正常通过能力，干扰道路正常的运输秩序，从而对道路尤其是高等级公路的运营产生影响。总之，车辆超重对公路和运输部门的要求是极高的，而为此所需的费用也是巨大的。


技术实现要素：

5.为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种基于无线通信的超重精细化监控系统及方法，能够对即将进入桥梁的车辆执行基于本车类型的负荷重量的精细化监控操作，从而有效识别出不同类型的车辆的负荷超重场景。
6.为此，本发明至少需要具备以下两处关键的发明点：
7.(1)采用针对性的负荷精细化检测机制，对不同类型的车辆的载重情况进行分析，以在当前类型的车辆的实时负荷重量超出当前车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷过重信号；
8.(2)引入总量检测机构以仅仅在判断车辆进入时方启动对其上方的车辆的重量检测，从而有效减少了本地的电力损耗。
9.根据本发明的一方面，提供了一种基于无线通信的超重精细化监控系统，所述系统包括：
10.现场感应线圈，埋设在桥梁前方的地面下，用于在感应到车辆驶入时，发出第一感应信号，否则，发出第二感应信号；
11.总量检测机构，设置在所述现场感应线圈和所述桥梁之间，与所述现场感应线圈连接，用于在接收到所述第一感应信号时，退出休眠模式以启动对其上方的车辆的重量检测以获得相应的实时车体重量；
12.栏杆驱动设备，与所述总量检测机构连接，用于在接收到的实时车体重量超过所述桥梁的限重数值时，驱动栏杆以封锁所述桥梁的开口；
13.所述总量检测机构还用于在接收到所述第二感应信号时，停止对其上方的车辆的重量检测以进入休眠模式；
14.点阵录像设备，设置在所述总量检测机构的上方，用于对所述总量检测机构所在位置执行录像操作以获得与当前时刻对应的即时上桥图像；
15.伽马校正机构，与所述点阵录像设备连接，用于对接收到的即时上桥图像执行伽马校正处理，以获得对应的现场校正图像；
16.类型辨识设备，与所述伽马校正机构连接，用于基于不同类型的车辆的外形成像特征对所述现场校正图像中的车辆对象执行类型识别以获得对应的上桥车辆类型；
17.大数据存储网元，设置在大数据服务网络端，用于存储每一种类型的车辆的出厂重量；
18.数据分析机构，分别与所述类型辨识设备和所述大数据存储网元连接，用于从所述大数据存储网元中检索与所述上桥车辆类型对应的出厂重量以作为实时出厂重量输出；
19.负荷辨识设备，分别与所述总量检测机构和所述数据分析机构连接，用于将所述实时车体重量减去所述实时出厂重量以获得实时负荷重量；
20.异常报警机构，通过时分双工通信网络链路与远端的交通管理中心服务器连接，还分别与所述负荷辨识设备和所述类型辨识设备连接，用于在接收到的实时负荷重量超出上桥车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷过重信号；
21.其中，所述异常报警机构还用于在发送所述负荷过重信号的同时，将所述现场校正图像发送给所述交通管理中心服务器。
22.根据本发明的另一方面，还提供了一种基于无线通信的超重精细化监控方法，所述方法包括：
23.使用现场感应线圈，埋设在桥梁前方的地面下，用于在感应到车辆驶入时，发出第一感应信号，否则，发出第二感应信号；
24.使用总量检测机构，设置在所述现场感应线圈和所述桥梁之间，与所述现场感应线圈连接，用于在接收到所述第一感应信号时，退出休眠模式以启动对其上方的车辆的重量检测以获得相应的实时车体重量；
25.使用栏杆驱动设备，与所述总量检测机构连接，用于在接收到的实时车体重量超过所述桥梁的限重数值时，驱动栏杆以封锁所述桥梁的开口；
26.所述总量检测机构还用于在接收到所述第二感应信号时，停止对其上方的车辆的重量检测以进入休眠模式；
27.使用点阵录像设备，设置在所述总量检测机构的上方，用于对所述总量检测机构所在位置执行录像操作以获得与当前时刻对应的即时上桥图像；
28.使用伽马校正机构，与所述点阵录像设备连接，用于对接收到的即时上桥图像执行伽马校正处理，以获得对应的现场校正图像；
29.使用类型辨识设备，与所述伽马校正机构连接，用于基于不同类型的车辆的外形成像特征对所述现场校正图像中的车辆对象执行类型识别以获得对应的上桥车辆类型；
30.使用大数据存储网元，设置在大数据服务网络端，用于存储每一种类型的车辆的出厂重量；
31.使用数据分析机构，分别与所述类型辨识设备和所述大数据存储网元连接，用于从所述大数据存储网元中检索与所述上桥车辆类型对应的出厂重量以作为实时出厂重量输出；
32.使用负荷辨识设备，分别与所述总量检测机构和所述数据分析机构连接，用于将所述实时车体重量减去所述实时出厂重量以获得实时负荷重量；
33.使用异常报警机构，通过时分双工通信网络链路与远端的交通管理中心服务器连接，还分别与所述负荷辨识设备和所述类型辨识设备连接，用于在接收到的实时负荷重量超出上桥车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷过重信号；
34.其中，所述异常报警机构还用于在发送所述负荷过重信号的同时，将所述现场校正图像发送给所述交通管理中心服务器。
35.本发明的基于无线通信的超重精细化监控系统及方法应用广泛、方便管理。由于能够对即将进入桥梁的车辆执行基于本车类型的负荷重量的精细化监控操作，从而有效识别出不同类型的车辆的负荷超重场景。
附图说明
36.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
37.图1为根据本发明实施方案示出的基于无线通信的超重精细化监控系统及方法所在的桥梁环境的场景示意图。
具体实施方式
38.下面将参照附图对本发明的基于无线通信的超重精细化监控系统及方法的实施方案进行详细说明。
39.无线通信是指多个节点间不经由导体或缆线传播进行的远距离传输通讯，利用收音机、无线电等都可以进行无线通讯。
40.无线通讯包括各种固定式、移动式和便携式应用，例如双向无线电、手机、个人数码助理及无线网络。其他无线电无线通讯的例子还有gps、车库门遥控器、无线鼠标等。
41.大部分无线通讯技术会用到无线电，包括距离只到数米的wi-fi，也包括和航海家1号通讯、距离超过数百万公里的深空网络。但有些无线通讯的技术不使用无线电，而是使用其他的电磁波无线技术，例如光、磁场、电场等。
42.无线资料传输是行动运算中不可少的一部分。有许多可用的技术，差异是在地区的可用性、覆盖范围及性能，在一些情形下，用户必须可以布署多种连线方式，并在不同模式中切换。为了简化使用者所花的时间，可以使用连接管理软件，或者使用mvpn，将数个连线处理为一个保安的单一虚拟网络。
43.现有技术中，虽然存在一些对车辆负荷超重检测的物理检测机制或者视觉检测机制，然而由于不同类型的车辆，其负荷超重的数值范围不同，现有技术中是无法做到针对不同车辆类型的负荷超重的精细化监控的，也缺乏专门的监控应用场所，同时，现有技术对于
车辆总量检测是不间断进行的，电力资源损耗较高。
44.为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于无线通信的超重精细化监控系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
45.图1为根据本发明实施方案示出的基于无线通信的超重精细化监控系统及方法所在的桥梁环境的场景示意图。
46.根据本发明实施方案示出的基于无线通信的超重精细化监控系统包括：
47.现场感应线圈，埋设在桥梁前方的地面下，用于在感应到车辆驶入时，发出第一感应信号，否则，发出第二感应信号；
48.总量检测机构，设置在所述现场感应线圈和所述桥梁之间，与所述现场感应线圈连接，用于在接收到所述第一感应信号时，退出休眠模式以启动对其上方的车辆的重量检测以获得相应的实时车体重量；
49.栏杆驱动设备，与所述总量检测机构连接，用于在接收到的实时车体重量超过所述桥梁的限重数值时，驱动栏杆以封锁所述桥梁的开口；
50.所述总量检测机构还用于在接收到所述第二感应信号时，停止对其上方的车辆的重量检测以进入休眠模式；
51.点阵录像设备，设置在所述总量检测机构的上方，用于对所述总量检测机构所在位置执行录像操作以获得与当前时刻对应的即时上桥图像；
52.伽马校正机构，与所述点阵录像设备连接，用于对接收到的即时上桥图像执行伽马校正处理，以获得对应的现场校正图像；
53.类型辨识设备，与所述伽马校正机构连接，用于基于不同类型的车辆的外形成像特征对所述现场校正图像中的车辆对象执行类型识别以获得对应的上桥车辆类型；
54.大数据存储网元，设置在大数据服务网络端，用于存储每一种类型的车辆的出厂重量；
55.数据分析机构，分别与所述类型辨识设备和所述大数据存储网元连接，用于从所述大数据存储网元中检索与所述上桥车辆类型对应的出厂重量以作为实时出厂重量输出；
56.负荷辨识设备，分别与所述总量检测机构和所述数据分析机构连接，用于将所述实时车体重量减去所述实时出厂重量以获得实时负荷重量；
57.异常报警机构，通过时分双工通信网络链路与远端的交通管理中心服务器连接，还分别与所述负荷辨识设备和所述类型辨识设备连接，用于在接收到的实时负荷重量超出上桥车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷过重信号；
58.其中，所述异常报警机构还用于在发送所述负荷过重信号的同时，将所述现场校正图像发送给所述交通管理中心服务器。
59.接着，继续对本发明的基于无线通信的超重精细化监控系统的具体结构进行进一步的说明。
60.在所述基于无线通信的超重精细化监控系统中：
61.基于不同类型的车辆的外形成像特征对所述现场校正图像中的车辆对象执行类型识别以获得对应的上桥车辆类型包括：基于不同类型的车辆的出厂图案对所述现场校正图像中的车辆对象的成像区域执行相似度分析以将相似度最高的出厂图案对应的车辆的
类型作为上桥车辆类型。
62.在所述基于无线通信的超重精细化监控系统中：
63.所述异常报警机构还用于在接收到的实时负荷重量未超出上桥车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷正常信号。
64.在所述基于无线通信的超重精细化监控系统中：
65.所述栏杆驱动设备还用于在接收到的实时车体重量未超过所述桥梁的限重数值时，驱动栏杆以解锁所述桥梁的开口。
66.在所述基于无线通信的超重精细化监控系统中：
67.车牌识别机构，分别与所述异常报警机构和所述类型辨识设备连接，用于在接收到负荷过重信号时，对所述现场校正图像中的车辆对象的成像区域执行车牌识别以获得违章车牌号码；
68.其中，所述异常报警机构还用于在发送所述负荷过重信号的同时，将所述违章车牌号码发送给所述交通管理中心服务器。
69.根据本发明实施方案示出的基于无线通信的超重精细化监控方法包括：
70.使用现场感应线圈，埋设在桥梁前方的地面下，用于在感应到车辆驶入时，发出第一感应信号，否则，发出第二感应信号；
71.使用总量检测机构，设置在所述现场感应线圈和所述桥梁之间，与所述现场感应线圈连接，用于在接收到所述第一感应信号时，退出休眠模式以启动对其上方的车辆的重量检测以获得相应的实时车体重量；
72.使用栏杆驱动设备，与所述总量检测机构连接，用于在接收到的实时车体重量超过所述桥梁的限重数值时，驱动栏杆以封锁所述桥梁的开口；
73.所述总量检测机构还用于在接收到所述第二感应信号时，停止对其上方的车辆的重量检测以进入休眠模式；
74.使用点阵录像设备，设置在所述总量检测机构的上方，用于对所述总量检测机构所在位置执行录像操作以获得与当前时刻对应的即时上桥图像；
75.使用伽马校正机构，与所述点阵录像设备连接，用于对接收到的即时上桥图像执行伽马校正处理，以获得对应的现场校正图像；
76.使用类型辨识设备，与所述伽马校正机构连接，用于基于不同类型的车辆的外形成像特征对所述现场校正图像中的车辆对象执行类型识别以获得对应的上桥车辆类型；
77.使用大数据存储网元，设置在大数据服务网络端，用于存储每一种类型的车辆的出厂重量；
78.使用数据分析机构，分别与所述类型辨识设备和所述大数据存储网元连接，用于从所述大数据存储网元中检索与所述上桥车辆类型对应的出厂重量以作为实时出厂重量输出；
79.使用负荷辨识设备，分别与所述总量检测机构和所述数据分析机构连接，用于将所述实时车体重量减去所述实时出厂重量以获得实时负荷重量；
80.使用异常报警机构，通过时分双工通信网络链路与远端的交通管理中心服务器连接，还分别与所述负荷辨识设备和所述类型辨识设备连接，用于在接收到的实时负荷重量超出上桥车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷过
重信号；
81.其中，所述异常报警机构还用于在发送所述负荷过重信号的同时，将所述现场校正图像发送给所述交通管理中心服务器。
82.接着，继续对本发明的基于无线通信的超重精细化监控方法的具体步骤进行进一步的说明。
83.所述基于无线通信的超重精细化监控方法中：
84.基于不同类型的车辆的外形成像特征对所述现场校正图像中的车辆对象执行类型识别以获得对应的上桥车辆类型包括：基于不同类型的车辆的出厂图案对所述现场校正图像中的车辆对象的成像区域执行相似度分析以将相似度最高的出厂图案对应的车辆的类型作为上桥车辆类型。
85.所述基于无线通信的超重精细化监控方法中：
86.所述异常报警机构还用于在接收到的实时负荷重量未超出上桥车辆类型对应的最大负荷重量时，向远端的交通管理中心服务器无线发送负荷正常信号。
87.所述基于无线通信的超重精细化监控方法中：
88.所述栏杆驱动设备还用于在接收到的实时车体重量未超过所述桥梁的限重数值时，驱动栏杆以解锁所述桥梁的开口。
89.所述基于无线通信的超重精细化监控方法还可以包括：
90.使用车牌识别机构，分别与所述异常报警机构和所述类型辨识设备连接，用于在接收到负荷过重信号时，对所述现场校正图像中的车辆对象的成像区域执行车牌识别以获得违章车牌号码；
91.其中，所述异常报警机构还用于在发送所述负荷过重信号的同时，将所述违章车牌号码发送给所述交通管理中心服务器。
92.另外，本发明的基于无线通信的超重精细化监控系统及方法中，所述异常报警机构采用zigbee通信模式执行无线通信。zigbee是基于ieee802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，zigbee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。zigbee是一种低速短距离传输的无线网络协议。zigbee协议从下到上分别为物理层(phy)、媒体访问控制层(mac)、传输层(tl)、网络层(nwk)、应用层(apl)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循ieee 802.15.4标准的规定。
93.最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。
94.所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
95.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。